Metodologia experimental para determinação da eficácia de neutralizadores dinâmico de vibração para cabos aéreos

Abstract

Resumo: Esta dissertação apresenta uma breve revisão histórica do surgimento e da evolução das metodologias de ensaio em neutralizadores dinâmicos de vibração para cabos aéreos singelos e uma análise crítica dessas metodologias. Apresenta ainda a proposta de uma nova metodologia de ensaio, com o suporte de dados obtidos experimentalmente. Essa nova metodologia incorpora métodos mais modernos de aquisição e tratamento de dados no levantamento das características dos dispositivos e fornece informações mais fidedignas e detalhadas de seu desempenho. Adicionalmente, o comportamento dinâmico do sistema composto pelo cabo e pelo neutralizador é modelado pelo método dos elementos finitos. A eficácia de um neutralizador é analisada em termos de seu desempenho em banda larga. Os resultados sugerem que neutralizadores de baixo amortecimento reduzem significativamente os níveis de vibração no sistema primário (o cabo condutor de energia) nas frequências de ressonância do dispositivo, mas ocasionam o surgimento de ressonâncias adjacentes, nas quais o condutor é levado a vibrar em níveis elevados - conforme previsto em teoria. À luz deste trabalho, os métodos de ensaio tradicionais, baseados no princípio do balanço de energia, são considerados incapazes de fornecer uma compreensão ampla do comportamento dinâmico do sistema cabo-neutralizador.

Abstract: A brief historical review of the advent and evolution of the main test methods in dynamic vibration neutralizers for single overhead conductors is presented in this dissertation, followed by a critical analysis of these methods. Moreover, the proposal of a new test methodology is introduced, supported by results of real tests. This new methodology embodies modern data acquisition and processing methods in the achievement of the devices' characteristics and provide more detailed and faithful information on their performance. Additionally, the dynamical behavior of the system compound by the cable and the neutralizer is modeled by the finite element method. Neutralizer's efficacy is analyzed in terms of broadband performance. The results suggest that low-damping neutralizers significantly reduce vibration levels on the primary system (the overhead conductor) at the devices' resonant frequencies, but originate adjacent resonances, at which the conductor is caused to vibrate in much higher levels - as predicted in theory. Considering the findings of this work, traditional test methods, based upon the energy balance principle, are considered unable to provide a thorough understanding of the dynamical behavior of the cable-plus-neutralizer system.